苏教版高一化学必修2_《天然气的利用、甲烷》拔高练习

天然气的利用甲烷
一、单项选择题
1．下列物质互为同系物的是()
C．CH3CH2Cl与CH2ClCH2Cl
D．CH4与CH3CH2Cl
解析：选B A项为同种物质，B项互为同系物，C项所含氯原子数不同，分子组成不是相差一个CH2原子团或其倍数，D项不是同一类别的物质，故不属于同系物。

2．将甲烷与氯气按1∶3的体积比混合于一试管中，倒立于
盛有饱和食盐水的水槽，置于光亮处(如图所示)，下列有关此实
验的现象和结论的叙述不正确的是()
A．试管中气体的黄绿色逐渐变浅，水面上升
B．生成物只有三氯甲烷和氯化氢在标准状况下是气体
C．试管内壁有油状液滴形成
D．试管内有少量白雾
解析：选B A项，在光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应，生成物均没有颜色，所以气体颜色变浅，氯化氢溶于水后导致试管内液面上升，正确；B项，甲烷和氯气反应的生成物只有一氯甲烷和HCl在标准状况下是气体，错误；C 项，二氯甲烷和三氯甲烷都是液态有机物，所以试管内壁有油状液滴生成，正确；D项，该反应中有氯化氢生成，氯化氢遇空气中的水蒸气形成白雾，正确。

3．鉴别CH4、CO、H2三种无色气体的方法是()
A．点燃—通入澄清石灰水—加入溴的四氯化碳溶液
B．点燃—罩上小烧杯—加入澄清石灰水
C．点燃—通入澄清石灰水
D．点燃—通入酸性KMnO4溶液
解析：选B根据燃烧后的产物来判断，甲烷燃烧后生成CO2和H2O，H2燃烧后生成H2O，CO燃烧后生成CO2。

在火焰的上方罩一个干燥的小烧杯，出现水雾的是甲烷和H2，没有水雾的是CO；然后在有水雾的两个小烧杯里加入澄清石灰水，出现浑浊的是甲烷，无现象的是H2。

4．甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是()
A．CH3Cl只有一种结构
B．CH2Cl2只有一种结构
C．CHCl3只有一种结构
D．CH4中含有4个C—H共价键
解析：选B甲烷分子无论是正四面体结构，还是正方形的平面结构，A、C、D三项都是成立的，CH2Cl2若是正方形的平面结构，则其结构应有两种，即
和，若是正四面体结构，则其结构只有一种。

无论是正四面体结构还是正方形结构，CH4中含有4个C—H共价键。

5．1 mol乙烷在光照条件下，最多可以与多少摩尔Cl2发生取代反应() A．4 mol B．8 mol
C．2 mol D．6 mol
解析：选D乙烷的分子式为C2H6,1 mol Cl2只能取代烷烃中的1 mol H原子，故1 mol乙烷最多与6 mol Cl2发生取代反应。

二、不定项选择题
6．有两种气态烷烃组成的混合物，标准状况下的密度为1.16 g·L－1，则关于混合物的组成判断正确的是()
A．一定有甲烷
B．一定有乙烷
C．可能是甲烷和乙烷的混合物
D．可能是乙烷和丙烷的混合物
解析：选AC混合气体的平均摩尔质量是M(平均)＝1.16 g·L－1×22.4 L·mol
－1＝26 g·mol －1，即平均相对分子质量为26，在烷烃中相对分子质量小于26的只有甲烷，因此一定含有甲烷。

7．将0.2 mol 下列烃完全燃烧后，生成的气体缓缓通入0.5 L 2 mol·L －1的NaOH 溶液中，生成正盐和酸式盐的物质的量之比为1∶3，则该烷烃是( )
A ．乙烷
B ．丙烷
C ．丁烷
D ．戊烷
解析：选C 设该烷烃分子中含有n 个C 原子，则完全燃烧产生CO 2的物质的量是0.2n mol 。

n (NaOH)＝0.5 L×2 mol·L －1＝1 mol ；又设产生的Na 2CO 3的物质的量为a mol ，则NaHCO 3为3a mol ，根据钠原子守恒可得2a ＋3a ＝1，解得a ＝0.2 mol ，所以Na 2CO 3为0.2 mol ，NaHCO 3为0.6 mol ；根据碳原子守恒可得0.2n ＝0.8，n ＝4，因此该烷烃是丁烷。

8．在一定的温度、压强下，向100 mL CH 4和Ar 的混合气体中通入400 mL O 2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体460 mL ，则反应前混合气体中CH 4和Ar 的物质的量之比为( )
A ．1∶4
B ．1∶3
C ．1∶2
D ．1∶1
解析：选A Ar 是稀有气体，不参与反应，反应前后气体的体积变化由CH 4燃烧生成的水引起。

反应前后气体的体积变化为100 mL ＋400 mL －460 mL ＝40 mL 。

设混合气体中CH 4的体积为x 。

CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O ΔV 减小
1 mL
2 mL 1 mL 2 mL
x 40 mL
x ＝20 mL
Ar 的体积为100 mL －20 mL ＝80 mL ，CH 4与Ar 的体积之比为1∶4，相同条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，即n (CH 4)∶n (Ar)＝1∶4。

三、非选择题
9．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。

某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图。

根据要求填空：
(1)写出CH 4与Cl 2反应生成一氯代物的化学方程式：
________________________________________________________________。

(2)B 装置有三种功能：①控制气体流速；②将气体混合均匀；
③______________________________________________________。

(3)D 装置中的石棉上吸附着KI 饱和溶液及KI 粉末，其作用是________________。

(4)E 装置中除了有盐酸生成外，还含有机物，从E 中分离出盐酸的最佳方法为________________。

(5)该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，尾气的主要成分是________ (填编号)。

A ．CH 4
B ．CH 3Cl
C ．CH 2Cl 2
D ．CHCl 3
E ．CCl 4
解析：(1)CH 4与Cl 2反应生成的一氯代物为CH 3Cl ，则化学方程式为CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl 。

(2)B 装置盛有浓硫酸，具有吸水性，所以B 装置的第③种作用为干燥甲烷和氯气。

(3)Cl 2与CH 4反应可能有部分Cl 2剩余，Cl 2能与KI 反应生成I 2和KCl ，所以D 装置中石棉上吸附着的KI 饱和溶液及KI 粉末的作用是除去未反应的Cl 2。

(4)CH 4与Cl 2反应生成的CH 3Cl 和HCl 是气体，HCl 易溶于水而CH 3Cl 难溶于水，液体分层，从E 中分离出盐酸的最佳方法为分液。

(5)反应物CH 4可能有剩余，生成物CH 3Cl 为气体，尾气的主要成分是CH 4和CH 3Cl 。

答案：(1)CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl
(2)干燥甲烷和氯气 (3)除去未反应的Cl 2 (4)分液 (5)AB
10．(1)完全燃烧0.1 mol 某烃，燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱液，实验结束后，称得浓硫酸增重9 g ，浓碱液增重17.6 g 。

该烃的化学式为________，并写出其所有可能的结构简式：____________。

(2)某烃2.2 g ，在O 2中完全燃烧，生成6.6 g CO 2和3.6 g H 2O ，在标准状况下其密度为1.964 3 g·L －1，其化学式为________________。

(3)某烷烃的相对分子质量为128，该烷烃的化学式为______________。

(4)在120 ℃和101 kPa 的条件下，某气态烃和一定质量的氧气混合气体，点燃完全反应后再恢复到原来的温度时，气体体积缩小，则该烃分子内的氢原子个数________。

A ．小于4
B ．大于4
C ．等于4
D ．无法判断 解析：(1)0.1 mol 烃中，n (C)＝17.6 g 44 g·mol －1＝0.4 mol ，n (H)＝9 g 18 g·mol －1
×2＝1 mol ，则每个烃分子中含4个C 原子、10个H 原子，即分子式为C 4H 10。

该烃结构简式有二种：CH 3—CH 2—CH 2—CH 3，。

(2)该烃的摩尔质量M ＝22.4 L·mol －1×1.964 3 g·L －1＝44 g·mol －1，烃分子中n (C)∶n (H)＝ 6.6 g 44 g·mol －1∶ 3.6 g 18 g·mol －1
×2＝3∶8，最简式为C 3H 8，最简式相对分子质量为44，故化学式为C 3H 8。

(3)设该烷烃的化学式为C n H 2n ＋2，则14n ＋2＝128，解得：n ＝9，化学式为C 9H 20。

(4)设烃的分子式为C x H y ，则有：
C x H y ＋⎝ ⎛⎭
⎪⎫x ＋y 4O 2――→点燃x CO 2＋y 2H 2O ， 因为反应后气体体积缩小，则1＋x ＋y 4＞x ＋y 2，
即y ＜4。

答案：(1)C 4H 10 CH 3—CH 2—CH 2—CH 3、
(2)C3H8(3)C9H20(4)A。